工艺参数对钛合金微弧氧化钙磷膜层结构和成分的影响.pdf

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1、第34卷第1期材料热处理学报Vo1．34NO．12013年1月TRANSACT10NSOFMATERIALSANDHEATTREATMENTJanuary2013工艺参数对钛合金微弧氧化钙磷膜层结构和成分的影响马凤仓，刘平，李伟，刘新宽，陈小红，杨丽红，朱坚民(1．上海理工大学材料学院，上海200093；2．上海理工大学机械工程学院，上海200093)摘要：为了提高钛合金的表面生物活性，采用在含有钙磷的电解液中对钛合金进行了微弧氧化，得到了含有钙磷的氧化层。研究了微弧氧化溶液浓度和氧化时间对膜层孔洞的影响，讨论了氧化膜中孔洞的形成和氧化膜生长机制。结果表明，在一定的条件下，电解液浓度的升高使

2、得微弧氧化过程中电流密度相对增大，从而使得膜层孔洞增大。随着微弧氧化处理时间的延长，膜层表面的孔洞逐渐变小，最终封闭；膜层内钙含量随微弧氧化处理时间的延长而逐渐增多；膜层内磷含量先是增加，后有下降趋势。关键词：钛合金；微弧氧化；涂层；微观结构；成分中图分类号：TG146．2；TG174．4文献标志码：A文章编号：1009—6264(2013)叭一0148-05EffectofprocessparametersonstructureofcoatingscontainingCaandPonTialloybymicro—arcoxidationMAFeng—cang，LIUPing。LIWei，L

3、IUXin—kuan，，CHENXiao—hong．YANGLi—hong．ZHUJian—rain(1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shahghai200093，China)Abstract：Micro·arcoxidation(MAO)wasperformedo

4、nTi一6A1-4ValloyinanelectrolytecontainingcalciumandphosphateionsinordertoimproveTialloysurfacebioactivity．Theoxidecoatingscontainingcalciumandphosphateionswereobtained．TheeffectsofconcentrationofcalciumacetateintheelectrolyteandprecessingtimeforMAOonstructureofthecoatingswereinvestigated，andthecoati

5、ngsformationmechanismwasdiscussed．TheresultsshowthattheincreasingofcalciumacetateconcentrationintheelectrolyteleadstotheincreaseincurrentdensityduringMAO，whichresultsincoarserholesinthecoatings．WiththeincreasingofMAOtime，theholesizeonthesurfacetendstobesmallerandtheholesareenclosedfinally．Theconten

6、tofCainthecoatingsincreaseswiththeincreasingofMAOtime．ThecontentofPinthecoatingsincreasesatfirstandthendecreasesasMAOtimeincreases．Keywords：Tialloys；micro—arcoxidation；coating；structure；composition钛及钛合金由于具有密度低、弹性模量低等优异在与骨组织结合强度低、生物活性不足、愈合时间长的力学性能以及优良的生物相容性、较高的耐腐蚀等问题。研究表明，钛合金表面改性在其表面形成生性，是目前最具吸引力的金属

7、生物材料之一⋯。目物活性层有利于改善其在临床应用中的缺陷。目前，前，钛及钛合金广泛应用于人体硬组织部分(诸如钛合金制备生物活性层的方法有多种，其中常见的有牙、骨、关节等)替代，然而将其直接植入到人体中存喷涂法、涂覆烧结法、溶胶凝胶法、仿生溶液生长法等。然而这些方法都存在涂层与基体材料结合强度差等问题。等离子喷涂法是目前常用的技术，但等离收稿日期：2011-11—28；修订日期：2012-03．26子喷涂法和涂